[发明专利]一种SnO2-TiO2负极材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种SnO₂‑TiO₂负极材料的制备方法，属于材料合成及能源技术领域。首先向NaOH溶液中加入表面活性剂混合均匀，然后加入清洗后的钛箔进行水热反应，反应结束后将钛箔取出置于HCl溶液中室温下浸泡得到H₂Ti₃O₇；将H₂Ti₃O₇煅烧得到TiO₂薄膜电极材料；将SnCl₄·5H₂O加入到异丙醇溶液中，然后加入HCl溶液混合均匀得到SnCl₄混合溶液；将SnCl₄混合溶液均匀地涂布TiO₂薄膜电极材料上，依次经烘干后、煅烧，如此反复，涂刷若干次后退火，在空气中自然冷却即可得到SnO₂‑TiO₂负极材料。本发明以TiO₂三维纳米线网状结构为基底，然后在其上热分解涂布的方式附着SnO₂材料既可得到复合材料。

技术领域

本发明涉及一种SnO₂-TiO₂负极材料的制备方法，属于材料合成及能源技术领域。

背景技术

TiO₂锂离子电池负极是一种低成本、无毒性和环境友好的材料，它具备较高的电解液兼容性和安全性，被认为是一种石墨碳负极的替代材料。此外，锐钛矿型TiO₂材料中锂离子的嵌入/脱出电压（> 1.0 V vs. Li/Li⁺）明显高于石墨碳负极的工作电压，可以有效避免锂沉积造成的安全隐患。此外，得益于TiO₂材料稳定的结构，其在充放电过程中表现出优秀的容量可逆性和锂离子快速传输行为。

然而TiO₂有限的嵌脱锂位限制了其储锂容量，本发明制备的SnO₂-TiO₂复合电极材料，与现有的TiO₂电极材料相比引入了具有较高理论容量的SnO₂材料，这将进一步提高TiO₂电极的质量比容量。与现有的SnO₂电极材料相比，三维网状结构TiO₂可以有效缓解SnO₂材料在循环过程中产生的体积变化，使复合材料的循环稳定性进一步提升。使用该方法制备的电极材料具有三维多孔微纳结构。其中三维结构则增加材料制备、储存的稳定性，在一定程度上降低了生产及储存成本。多孔结构既有利于电解液的浸润，又有利于电极材料的离子与电子传输从而提高材料的电化学性能。

如何制备三维结构SnO₂-TiO₂负极材料是个问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种SnO₂-TiO₂负极材料的制备方法。本发明以TiO₂三维纳米线网状结构为基底，然后在其上热分解涂布的方式附着SnO₂材料既可得到复合材料。本发明制备得到的SnO₂-TiO₂负极材料具有三维网状多孔结构利于离子、电子的快速传输，适合作为高活性的锂离子或是钠离子电池的电极材料。本发明通过以下技术方案实现。

一种SnO₂-TiO₂负极材料的制备方法，其具体步骤如下：

（1）首先向NaOH溶液中加入表面活性剂混合均匀，然后加入清洗后的钛箔，在温度为190～250℃条件下水热反应12～20h，反应结束后将钛箔取出置于HCl溶液中室温下浸泡1～10h得到H₂Ti₃O₇；